(57)【要約】      （修正有）【課題】メカシールパッキンの交換や混練材料変更時の清掃作業に要する時間と手間を大幅に低減し、また作業スペースの拡大により作業性を向上させることのできるメカニカルシールを提供すること。【解決手段】メカシールパッキン２が装着されたパッキン押え３を、ロータ駆動軸５４と平行な方向に移動可能な油圧シリンダ１１からなる押圧手段４に装着し、この押圧手段４の移行に伴ってメカシールパッキン２がパッキン受け部ｗと接離可能に構成するとともに、押圧手段４を、パッキン押え３から離脱可能に設け、かつ後部を揺動可能に枢支してロータ駆動軸５４の近傍位置から退避するように設けるようにする。【選択図】図１−１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシング側壁を貫通してケーシング外に突出する軸部のメカニカルシールにおいて、軸に配設したリング状のパッキン受け部と、該パッキン受け部に摺接するリング状のメカシールパッキンとからなり、該メカシールパッキンが装着されたパッキン押えを軸と平行な方向に移動可能な押圧手段に装着し、該押圧手段の移行に伴ってメカシールパッキンがパッキン受け部と接離可能に構成するとともに、前記押圧手段を、パッキン押えから離脱可能に設け、かつ後部を揺動可能に枢支して軸近傍位置から退避するように設けたこと特徴とするメカニカルシール。
【請求項２】
押圧手段は油圧シリンダを用い、油圧シリンダのピストンロッドの先端にパッキン押えを連結したことを特徴とする請求項１記載のメカニカルシール。
【請求項３】
油圧シリンダの押し側回路にアキュームレーターを組み込んだことを特徴とする請求項２記載のメカニカルシール。
【請求項４】
押圧手段のパッキン装着位置近傍にケーシング側壁側に係止して、メカシールパッキンの共回りを防止する係止手段を配設したことを特徴とする請求項１、２又は３記載のメカニカルシール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転する軸部のメカニカルシールに関し、特に混練装置などに用いられるメカニカルシールに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のケーシング側壁を貫通してケーシング外に突出する軸部のメカニカルシールを用いる混練装置５０は、図１１〜図１２に示すとおり、混練材料を収納する混練槽（以下、「チャンバー５１」という）と該チャンバー５１の側壁５２を貫通して対となるロータ駆動軸５４を両端に備え、ロータ駆動軸５４に連接され、チャンバー５１内で混練材料を混練せしめるロータＲ、Ｒと、加圧蓋５５よりなり、混練材料の混練に際しては、加圧蓋５５を上部に開放した状態で混練材料を適宜手段でチャンバー５１内に投入し、加圧蓋５５を下方に下ろし、ロータ駆動軸５４に連結したモータ等の駆動手段によりロータＲを回転駆動することにより混練材料の混練を行うものである。
なお、対となるロータ駆動軸５４はギヤ等の連結手段を用いることにより他方を従動軸としてもよい。
【０００３】
メカニカルシール６０は、側壁５２のロータ駆動軸５４の貫通孔近傍に設けた受け部材５３に取り付けたパッキンガイド６６に対し、先端全周にメカシールパッキン６１を配設したパッキン押え６２をボルト６３を介して固定する。
【０００４】
そして、ナット６４を締め付けて、スプリング６５のバネ力によって押圧し、メカシールパッキン６１の外周面をパッキンガイド６６の内周面に摺接させながら、メカシールパッキン６１の端面を、ロータＲの鍔部ｓに取り付けたウェアリングプレートｗ（以下、「パッキン受け部ｗ」という）に押し当てることにより、チャンバー５１内で混練される混練材料が外部に漏出することを防止している。
【０００５】
しかし、メカニカルシール６０は、混練材料を変更するとき、メカシールパッキン６１やパッキン受け部ｗ付近に付着する混練材料が変更する混練材料に混ざることを防止するため、また、ロータＲ、メカシールパッキン６１、パッキン受け部ｗのメンテナンスや摩耗などによる交換作業時等に取り外す必要がある。
係る交換作業は、ナット６４を緩め、スプリング６５、パッキン押え６２及び、パッキンガイド６６の全てを取り外し、清掃あるいは交換後に再び組み付けるという多大な時間と手間を伴う作業である等の問題があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明はかかる問題点に鑑み、メカシールパッキンの交換や混練材料変更時の清掃作業に要する時間と手間を大幅に低減し、また作業スペースの拡大により作業性を向上させることのできるメカニカルシールを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明のメカニカルシールは、ケーシング側壁を貫通してケーシング外に突出する軸部のメカニカルシールにおいて、軸に配設したリング状のパッキン受け部と、該パッキン受け部に摺接するリング状のメカシールパッキンとからなり、該メカシールパッキンが装着されたパッキン押えを軸と平行な方向に移動可能な押圧手段に装着し、該押圧手段の移行に伴ってメカシールパッキンがパッキン受け部と接離可能に構成するとともに、前記押圧手段を、パッキン押えから離脱可能に設け、かつ後部を揺動可能に枢支して軸近傍位置から退避するように設けたこと特徴とする。
【０００８】
この場合において、押圧手段は油圧シリンダを用い、油圧シリンダのピストンロッドの先端にパッキン押えを連結することができる。
【０００９】
また、油圧シリンダの押し側回路にアキュームレーターを組み込むことができる。
【００１０】
また、押圧手段のパッキン装着位置近傍にケーシング側壁側に係止して、メカシールパッキンの共回りを防止する係止手段を配設することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のメカニカルシールによれば、メカニカルシールのリング状のメカシールパッキンを押圧手段を用いて軸と平行な方向に移動可能に配設することから、メカシールパッキンの交換や清掃作業の手間や時間を大幅に削減することができ、さらに、押圧手段を、メカシールパッキンから離脱可能に設け、かつ後部を揺動可能に枢支して軸近傍位置から退避するように設けることから、メカシールパッキンの交換や清掃作業のスペースを拡大することができ、作業性をさらに向上させることができる。
【００１２】
また、押圧手段に油圧シリンダを用いるときは、パッキン受け部にメカシールパッキンを十分な押圧力をもって押し当てることができ、混練槽内部で混練される、混練材料の漏出を確実に防止することができるとともに、ロータの回転を油圧モータを用いて行うときは、油圧タンクなどを共通化することにより装置全体の小型化を図ることができる。
【００１３】
このとき、押し側回路にアキュームレーターを組み込むようにすれば、混練槽内部で発生した異常な高圧を逃がすクッション的役割を果たすことができる。
【００１４】
また、押圧手段のパッキン装着位置近傍にケーシング側壁側に係止して、メカシールパッキンの共回りを防止する係止手段を配設するときは、押圧手段、特に、油圧シリンダを押圧手段として用いるときにはシリンダロッドに無理な回転力が伝わることを防止することができるとともに、メカシールパッキンがパッキン受け部に確実に接触する位置決めガイドの役割をも果たすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明のメカニカルシールの実施の形態を、図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１６】
図１−１、図１−２及び図２は、本発明のメカニカルシールの要部を示す一部断面図で、従来例と同様の構成については同様の符号を付し説明を省略する。
【００１７】
本実施例のメカニカルシール１は、混練装置１０のケーシング側壁５２を貫通してケーシング外に突出するロータ駆動軸５４のメカニカルシールであり、ロータ駆動軸５４の鍔部に配設したリング状のパッキン受け部ｗと、該パッキン受け部ｗに摺接するリング状のメカシールパッキン２を配設したパッキン押え３とを備えている。
そして、このメカニカルシール１は、メカシールパッキン２が装着されたパッキン押え３を、ロータ駆動軸５４と平行な方向に移動可能な油圧シリンダ１１等の押圧手段４に装着し、該押圧手段４の移行に伴ってメカシールパッキン２がパッキン受け部ｗと接離可能に構成するとともに、前記押圧手段４を、パッキン押え３から離脱可能に設け、かつ後部を揺動可能に枢支してロータ駆動軸５４の近傍位置から退避するように設けている。
なお、図１−１では、メカニカルシール１の上半分がロータＲ端面から引き離された状態を示し、メカニカルシール１の下半分がロータ軸Ｒ端面に押付けられた状態を示している。
【００１８】
内径部側面にメカシールパッキン２が装着されたリング状のパッキン押え３の鍔部外端にＵ字状凹部３ａが形成されており、この凹部３ａにピストンロッド１１ａの先端の小径ネジ部を嵌入させ、ナット１１ｃの締め付けでピストンロッド１１ａがパッキン押え３に連結されるようになっている（図１−２（Ｃ−１）〜（Ｃ−２）参照）。
なお、図１−１及び図１−２（Ａ−１）〜（Ａ−２）に示すように、ピストンロッド１１ａをパッキン押え３に嵌入して係合３’させたり、図１−２（Ｂ−１）〜（Ｂ−２）に示すように段付きナット１１ｃ’の段部をパッキン押え３に嵌入して係合３’させるようにしておくと、ナットが絡んでも接合部の外れを生じないので好都合である。
【００１９】
油圧シリンダ１１の後部は、ロータ駆動軸５４の軸受部８にヒンジ８１により揺動可能に枢支されている。
そして、油圧シリンダ１１のピストンロッド１１ａがパッキン押え３から外されたとき、油圧シリンダ１１がヒンジ８１を中心にして回動され、ロータ駆動軸５４の近傍位置から半径外方向に退避できるようにしている。
また、油圧シリンダ１１の配管には回転継手１１ｂが使用されており、これにより、油圧シリンダ１１の揺動を容易にしている。
【００２０】
一方、５は、ケーシング側壁５２のロータ駆動軸５４の貫入孔近傍に設けたパッキンガイド６から直径方向２箇所においてロータ駆動軸５４と平行に突出させた係止部材を示し、押圧手段４によって、メカシールパッキン２をロータＲの鍔部ｓに取り付けたリング状のパッキン受け部ｗに圧接する際に、パッキン押え３に形成した位置決め孔７に挿入され、ロータＲの回転に伴いメカシールパッキン２が共回りすることを防止する。
パッキン受け部ｗは、図示例の如く、ロータＲの鍔部ｓに形成した凹状の環状溝にリング状のプレート材を嵌入するように構成する他、鍔部ｓの表面を磨いた状態で直接メカシールパッキン２の圧接を受けるように構成してもよい。
係止部材５は、位置決め孔７への挿入を容易ならしめるように、先端を尖頭状に形成することが好ましい。
また、係止部材５は油圧シリンダ１１のストローク範囲においてパッキン押え３と常時係合するようにされたものでもよい。
また、図４に示すように押圧手段４、位置決め孔７は円周上に対向して２箇所配備した例を示したが、これに限られず、３箇所以上配備するように構成しても構わない。
【００２１】
また、図９に示すように、油圧シリンダ１１の後部を、ロータ駆動軸５４の軸受部８に揺動支持されたＣ字形リンク８Ａの遊端にヒンジ８１で連結するようにしておくと油圧シリンダ１１をメカニカルシール１のメンテナンス領域よりいっそう大きく退避させることができる。
【００２２】
次に、本発明のメカニカルシール１の動作を、図５に示す油圧回路図に基づき説明する。
本発明のメカニカルシール１は、混練装置１０の運転に先立ち、電動機Ｍを駆動し、油圧ポンプＰからの圧油を油路Ｐ１、電磁切替弁Ｖ、押し側回路１２を経て油圧シリンダ１１の反ロッド側室に供給して、ピストンロッド１１ａを伸長作動し、先端にメカシールパッキン２を取り付けたパッキン押え３を押して、メカシールパッキン２を、その外周面をパッキンガイド６に摺接させながらロータＲの端面のパッキン受け部ｗに押し当てるものである。
油圧回路中ＡＣはアキュームレーターを示している。このアキュームレーターＡＣは、混練時のロータ軸Ｒのたわみや軸受のガタなどによるパッキン受け部ｗの回転時の面振れにより油圧シリンダ１１のピストンロッド１１ａが押し戻されることによって生じる異常な高圧を逃がすクッション的役割を果たす。
また、混練作業の遂行や加熱条件下での混練に伴う油温上昇により圧力変化が生じるが、前記アキュームレーターＡＣで吸収できない程の圧力異常を生じた場合には、図１０の油圧回路に示すように、油圧ポンプの起動後、バルブＶ１、Ｖ２の切り替えで、油圧シリンダの反ロッド側室Ｒに圧油を供給して、異常圧の解消を図る（反ロッド側室Ｒ内の圧力を減圧弁Ｖ３で設定された圧力に戻す）油圧制御を行うようにする。
【００２３】
上記構成において、メカニカルシール１は、混練装置１０に混練材料を投入する前に、油圧シリンダ１１等からなる押圧手段４によって、メカシールパッキン２をロータＲの鍔部ｓに取り付けたパッキン受け部ｗに圧接し（図１−１における下側の状態）、ロータ駆動軸５４を駆動手段（図示しない）によって回転せしめ、ロータ駆動軸５４に連接されるロータＲの回転によって混練材料を混練する。
【００２４】
混練作業終了後、混練材料の変更が必要なときは、メカシールパッキン２とパッキン受け部ｗ近辺に付着した混練材料が、変更後の混練材料のコンタミとして変更後の混練材料の製品品質に悪影響を及ぼすことを防ぐための清掃や、メカシールパッキン２がの摩耗等により劣化が生じた場合にはメカシールパッキン２を交換する必要がある。
【００２５】
このようなとき、図１−１の上半部に示すように、電磁切替弁Ｖを切り替え、ポンプＰからの圧油をシリンダロッド側室に供給し、油圧シリンダ１１を復行させる。
そして、ピストンロッド１１ａの先端のナットを緩め、小径ネジ部をパッキン押え３のＵ字状凹部３ａより抜き出した後、図２に示すように、ヒンジ８１の周りに油圧シリンダ１１を揺動させて、ロータ駆動軸５４の近傍位置から半径外方向に約９０°退避させる。
【００２６】
これにより、パッキン押え３及びメカシールパッキン２がロータＲの端面から大きく引き離されるのでメカシールパッキン２の先端部やパッキン受け部ｗ近辺に付着した混練材料の拭き取りやメカシールパッキン２の交換が簡便、かつ短時間で行うことができる。
さらに、油圧シリンダ１１をロータ駆動軸５４の近傍位置から退避させることにより、メカシールパッキン２の交換や清掃作業のスペースを拡大することができ、作業性をさらに向上させることができる。
【００２７】
次に、図６〜図８に示す、本発明のメカニカルシールの別の実施例について説明する。
【００２８】
このメカニカルシール１では押圧手段として、パッキン押え３の周側面適所（図例では対向位置２箇所）に周方向に長孔１４’を開口形成し、該長孔１４’にパッキン押え３の半周を囲うように構成した略コ字状の押圧プレート１３の先端に取り付けた押圧ピン１４を嵌入して構成する。
【００２９】
１５は、パッキン押え３の適所（図例では直径方向２箇所）に開口したガイド孔１６に摺動可能に挿入されるガイドポールを示し、このガイドポール１５によって、パッキン押え３は、ロータ駆動軸５４に対し常に直角にを保ちつつ、ロータ駆動軸５４の軸方向に移行する。これにより、メカシールパッキン２はパッキン受け部ｗに均一に当接させることができるとともに、メカシールパッキンをロータＲの鍔部ｓに取り付けたパッキン受け部ｗに圧接する際に、ロータＲの回転に伴いメカシールパッキン２が共回りすることを防止することができる。
【００３０】
１７は、シリンダ１１のピストンロッド１１ａの先端を押圧プレート１３に連結するシリンダ接合部を示している。
押圧プレート１３がプレート支持部１８を中心に回動可能となるように、シリンダ接合部１７はプレート支持部１８と平行に配置されたピン１７ａを用いて連結する。
図７（Ｂ）に示すように押圧ピン１４をネジ付き押圧ピン１４ａとしておくと、ネジ操作で押圧プレート１３とパッキン押え３とが分離できるので、メカシールパッキン２をロータＲの端面から大きく引き離すのに好都合である。
【００３１】
上記構成において、押圧手段４であるシリンダ１１の押圧力は、シリンダ接合部１７を介し、押圧プレート１３に伝わり、押圧プレート１３はプレート支持部１８を軸として振り子状に動き、押圧ピン１４によってパッキン押え３がロータ駆動軸５４の軸方向に移行し、メカシールパッキン２がパッキン受け部ｗに接離可能に移動する。
また、油圧シリンダ１１は、ピストンロッド１１ａの先端に押圧プレート１３とパッキン押え３を介してメカシールパッキン２を装着しており、シリンダ接合部１７のピン１７Ａを取り外すことにより押圧プレート１３から離脱することができる。
油圧シリンダ１１の後部は、ロータ駆動軸５４の軸受部８にヒンジ８１により揺動可能に枢支されておりヒンジ８１を中心にロータ駆動軸５４の近傍位置から半径外方向に退避できるようになっている。
なお、油圧シリンダ１１の配管には回転継手１１ｂが使用されており、これにより、油圧シリンダ１１の揺動を容易にしている。
【００３２】
以上、本発明のメカニカルシールについて、その実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記載した構成に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
以上、本発明のメカニカルシールは、メカシールパッキンの交換や混練材料変更時の清掃作業に要する時間と手間を大幅に低減するという特性を有していることから、例えば、混練機のメカニカルシールの用途に好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１−１】本発明のメカニカルシールの要部を示し、（Ａ）はその一部断面図、（Ｂ）は（Ａ）のＹ部分の拡大図である。
【図１−２】油圧シリンダのピストンロッドとパッキン押えとの連結部（図１（Ａ）のＸ部分の拡大図）を示し、（Ａ−１）は一部断面図、（Ａ−２）は（Ａ−１）のＡ線の断面図、（Ｂ−１）は異なる実施例の一部断面図、（Ｂ−２）は（Ｂ−１）のＢ線の断面図、（Ｃ−１）は異なる実施例の一部断面図、（Ｃ−２）は（Ｃ−１）のＣ線の断面図である。
【図２】油圧シリンダを揺動させた状態を示すメカニカルシールの一部断面図である。
【図３】本発明のメカニカルシールの部分拡大断面図である。
【図４】本発明のメカニカルシールの正面図である。
【図５】本発明のメカニカルシールを作動させる油圧回路図である。
【図６】本発明の別のメカニカルシールの要部を示す一部断面図である。
【図７】図６におけるＸ−Ｘ線に沿う一部切り欠き断面図で、（Ａ）は全体図、（Ｂ）は部分拡大断面図である。
【図８】本発明の別のメカニカルシールを作動させる油圧回路図である。
【図９】本発明の押圧手段の取付構造を示す異なる実施例の説明図である。
【図１０】本発明のメカニカルシールを作動させる油圧回路図である。
【図１１】従来のメカニカルシールの要部を示す一部断面図である。
【図１２】混練装置の正面断面図である。
【符号の説明】
【００３５】
１    メカニカルシール
２    メカシールパッキン
３    パッキン押え
４    押圧手段
５    係止手段
６    パッキンガイド
７    位置決め孔
８    軸受部
８１  ヒンジ
１１  油圧シリンダ
１１ａ  ピストンロッド
１１ｂ  回転継手
１２  押し側回路
ＡＣ  アキュームレーター
ｗ  パッキン受け部
【図１−１】
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【図１−２】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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